Chap3 Les boissons. I. L eau minérale. l eau minérale est elle pure? Proposer une expérience.

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1 Chap3 Les boissons. Item Connaissances Acquis L eau peut contenir des gaz dissous. Test de reconnaissance du dioxyde de carbone par l eau de chaux. Une eau d apparence homogène peut contenir des substances autres que l.eau. Mélanges et corps purs. Évaporation. Chromatographie. Capacités Mettre en œuvre un protocole pour récupérer un gaz par déplacement d eau. Réaliser le test du dioxyde de carbone, le schématiser. Extraire les informations utiles de l étiquette d une eau minérale ou d un autre document. Pratiquer une démarche expérimentale. Suivre un protocole pour réaliser une chromatographie. Interpréter un chromatogramme simple. I. L eau minérale. l eau minérale est elle pure? Proposer une expérience. Chauffage d une eau minérale Observations après vaporisation Conclusion : L eau minérale est un mélange homogène qui contient d autres substances que l eau (dont des sels minéraux). L eau minérale n est donc pas de l eau pure. Document 3p43 : potabilité d une eau. 1. Les chimistes et les biologistes font des tests sur l eau en mesurant les quantités présentes de molécules, d ions ou de micro-organismes. 2. Les critères retenus sont des quantités maximales de sels minéraux, de germes et de bactéries, un ph correct, ni trop acide ni trop basique. 3. Un germe est un microbe susceptible d engendrer une maladie. Document 4p43 : le thermalisme. 1. La réponse est la première phrase du texte. 2. Il a commencé aux environs de ans av. J.-C. en France, en Grèce, en Italie et en Égypte. 3. Les eaux sulfurées soignent les voies respiratoires, les eaux sulfatées les reins et les eczémas. Les eaux chlorées augmentent la croissance, les eaux bicarbonatées sont prescrites pour les problèmes digestifs et l acné. Document 1p42 : propriétés des eaux minérales. 1. Les eaux minérales peuvent être recommandées pour la santé à cause du nombre et de la qualité des sels minéraux présents. La présence de certains sels minéraux peut être importante pour certaines carences. 2. Les eaux minérales sont différentes. Elles ont été fabriquées par passage et dissolution de

2 substances dans des terrains différents. Pour s en convaincre, il suffi t de comparer des étiquettes d eaux minérales du commerce. 3. Le calcium sert à bâtir la santé et la solidité des os et des dents. Il aide au bon fonctionnement du système nerveux et des muscles. Il est aussi essentiel pour la coagulation normale du sang et la cicatrisation. Quant au magnésium, c est un oligo-élément minéral qui a un rôle très important dans de nombreuses réactions enzymatiques intracellulaires. Il participe à la transmission de l influx nerveux et on le considère souvent comme un antistress naturel. Pour être potable, une eau minérale doit respecter des normes de qualité. AD : que contient une eau minérale? Récupérer et coller dans le cahier différentes étiquettes d eaux minérales (2 ou 3). Lire les étiquettes et noter les différences que vous constatez. Conclusion : Les eaux minérales contiennent des sels minéraux indispensables à l organisme. 2p44 Vrai ou faux (limpide, homogène, mélange et pur) a. Faux, un liquide peut être limpide et non pur. C est le cas de l eau minérale du commerce. b. Faux, avec le même contre-exemple. c. Un mélange n est par définition pas pur. 3p44 Trouve le résultat (chauffer en minérale et eau distillée) L eau distillée a été chauffée de façon à la récupérer la plus pure possible. Si on effectue un deuxième chauffage tel que celui décrit, on n obtiendra rien. Ce n est pas le cas de l eau minérale. Elle laissera son résidu solide de sels minéraux. 11p45 Lire une étiquette (boisson fraîche gazeuse) 1. Cette boisson n est ni pure ni homogène, car elle contient différents constituants solides et liquides. On parlera plus tard de phases. 2. Il faut la remuer pour mélanger la pulpe, de façon à rendre la boisson la plus homogène possible. 3. En ouvrant la bouteille, le gaz va s échapper car le liquide a été échauffé par frottement.

3 Exercices** : 16p46 : pureté d une eau minérale.(masse de résidus sec) 1. Le «résidu sec» est le résidu solide récupéré après avoir vaporisé l eau de cette eau minérale. Il n est constitué que des sels dissous C indique la valeur de la température qui a permis d obtenir cette masse de résidu. II. Des liquides colorés. AE : Chromatographie? C est écrit dans la couleur.. 3. L étiquette indique 260 mg/l. 1,5 L en contient 1,5 fois plus donc 1,5 x 260 = 390 mg. Investigations : 17p47 : résultats d analyse (masse de résidu de l eau d une cascade) Il suffit d additionner les différentes masses données pour 1 L. On obtient : , = 309,1 mg. dépôt des substances Sur une bande de papier Whatmann, on dépose ces 4 colorants alimentaires à l'aide de piques à apéritif : J = jaune, R = rouge, V = vert et M = marron. début de l'élution : La bande de papier est déposée dans la cuve contenant l eau salée (à 3%). L'extrémité inférieure de la bande doit plonger dans le liquide sans que la ligne de dépôt ne soit immergée. milieu de l'élution : l eau salée migre par sur le papier et entraîne avec lui les différentes espèces chimiques. Celles - ci sont séparées car elles se déplacent à des vitesses différentes fin de l'élution : la séparation est achevée ; le chromatogramme obtenu est constitué de taches colorées situées à des hauteurs différentes par rapport à la ligne de dépôt. Les couleurs de ces taches ne sont pas toujours identiques à celles des colorants déposés (cas des colorants vert et marron). 4. chromatogramme obtenu : Les colorants jaune et rouge ne forment qu'une seule tache sur le chromatogramme : ce sont donc des corps purs. Les colorants vert et marron donnent plusieurs taches : ce sont donc des mélanges. exemple : le colorant vert est constitué de 2 espèces chimiques : l et. A RETENIR: La chromatographie est une technique qui permet de séparer les différents pigments d'un mélange homogène. Exemple : Le sirop de menthe verte contient un colorant bleu (le bleu patenté E131) et un colorant jaune (le jaune tartrazine E102.)

4 Document 2p42 Les colorants alimentaires. Recherche maison 1. La consommation des colorants est réglementée par souci de santé publique. En effet, comme pour tout corps, un individu ne peut en prendre une quantité excessive sans risque éventuel. 2. Il s agit d une conséquence de la question précédente. 3. Il y en a une très grande quantité. Citons la cochenille (2,5), certains caramels (250), par exemple. 4p44 : trouve le bon ordre c, a, b. 9p45 : employer le bon terme La grenadine de la photo est un mélange homogène. On pourrait la qualifier de limpide si elle était plus transparente, mais ce n est pas le cas ici. 13p45 : interpréter une chromatographie Le colorant vert est formé de deux colorants, bleu et jaune (du bleu patenté et de la tartrazine). Le colorant rouge ne contient qu un seul colorant (de l azorubine). La chromatographie donne donc trois couleurs distinctes. Exercices** : 18p46 : calculs sur un sirop (DJA) 1. La DJA est la dose journalière admissible par kg de masse corporelle. Le but de cet exercice est de faire raisonner dessus les élèves, à des fins pédagogiques. 2. Pour un enfant de 40 kg : 40 x 7,5 = 300 mg. 3. Volume maximal admissible : 300 / 250 = 1,2 L. Ce volume reste raisonnable pour un sirop de menthe. 19p46 : pour aller plus loin 1. D 1 /h 1 =3,4/0,85= 4 D 2 /h 2 =8/2= 4. On constate que ces deux rapports sont égaux. 2. D 1 /h 1 =18/3,6= 5, D 2 /h 2 =11,5/2,3= 5. Ces deux rapports sont de nouveau égaux. 3. Pour analyser un colorant, on peut donc utiliser le rapport D/h, qui est une caractéristique propre à chaque colorant. 20p46 : analyse de l encre d un feutre noir (expérience à faire à la maison) On dépose une tache de feutre noir sur un buvard. Le feutre noir est en fait un mélange de plusieurs colorants, de façon à le rendre le plus sombre possible. On plonge le buvard dans le verre, comme pour la chromatographie, en laissant les taches migrer. Investigations 21p47 : des bonbons de toutes les couleurs le pilon et le mortier vont servir à casser les bonbons en petits morceaux. En diluant les bonbons dans l eau, les colorants vont se dissoudre. La dissolution peut être améliorée par chauffage. On réalise ensuite la chromatographie comme dans l activité 2.

5 III. Les boissons gazeuses. AE : Comment récupérer le gaz d une eau pétillante? Méthode 2p210 recueillir un gaz par déplacement d eau Tube à dégagement Gaz Tube à essai Boisson gazeuse Bec électrique Bulles Eau Cristallisoir Conclusion : On peut dégazer une boisson pétillante par agitation ou par chauffage modéré. On peut recueillir un gaz dans un récipient rempli d eau par déplacement de l eau qu il contient : c est le principe de la cuve eau. 5p44 : complète le schéma 6p44 : Trouve la bonne réponse c. 14p45 Expliquer un fonctionnement (fabriquer de l eau gazeuse) 1. La cartouche contient du dioxyde de carbone sous pression. 2. En appuyant sur le bouton, le dioxyde de carbone est libéré dans l eau, dans laquelle il se dissout. 3. Si on fait fonctionner l appareil sans ajouter d eau à l eau présente initialement, celle-ci va dissoudre le maximum de dioxyde de carbone jusqu à saturation. La quantité supplémentaire va faire augmenter la pression dans la bouteille. Investigations : 22p47 : Un volume mystérieux Il est nécessaire de mesurer un volume. On utilise à cet effet une éprouvette graduée. Le cachet d aspirine n a pas besoin d être chauffé, car le gaz se dégage spontanément lors de la dissolution. On réalise donc le montage suivant : 25p47 : et pourtant, elle ne pétille pas Le gaz recueilli est du dioxygène dissous dans l eau. C est ce dioxygène qui permet aux poissons de respirer. Il est extrait par chauffage, comme le dioxyde de carbone, mais en plus petite quantité.

6 AE : Quel est le gaz qui se dégage d une eau pétillante. Pipette Eau de chaux Tube à essai Gaz Eau de chaux trouble Conclusion: L eau de chaux est un liquide limpide et transparent. Un précipité blanc (solide en suspension) apparaît dans l eau de chaux en présence de dioxyde de carbone ; c est le test à l eau de chaux. Le gaz contenu dans toutes les boissons pétillantes est du dioxyde de carbone. L eau du robinet, des rivières, des lacs etc. contiennent également des gaz dissous. 1p44 : Recopie et complète a. homogène ; résidu ; dissoutes ; pure. b. chromatographie. c. chauffage ; extrait ; déplacement d eau. d. dioxyde de carbone ; eau de chaux ; trouble ; test de reconnaissance. 7p44 : choisis la bonne réponse b. 8p44 : prévois une observation (eau de chaux et paille) En expirant, la personne rejette du dioxyde de carbone. Celui-ci se dissout dans l eau de chaux en faisant précipiter le carbonate de calcium (calcaire). La solution se trouble. 10p45 : expliquer une expérience 1. La boisson pétillante est chauffée en A, de façon à ce qu elle dégaze. Le gaz voit progressivement sa quantité augmenter et la pression augmente dans la bouteille. Lorsqu elle est suffisante, le gaz est conduit par le tube à dégagement B. Il remonte dans le tube à essais C rempli d eau. Le gaz prend alors la place de l eau. 2. Il faut récupérer le tube et y verser de l eau de chaux. Après avoir remué, l eau de chaux se trouble en présence de dioxyde de carbone. 12p45 : trouver la méthode Il faut réaliser l intégralité des montages des activités 3 et 4 de façon à vérifier à la fois si elle contient encore du gaz et s il s agit bien de dioxyde de carbone. 14p45 : expliquer un fonctionnement 1. La cartouche contient du dioxyde de carbone sous pression. 2. En appuyant sur le bouton, le dioxyde de carbone est libéré dans l eau, dans laquelle il se dissout. 3. Si on fait fonctionner l appareil sans ajouter d eau à l eau présente initialement, celle-ci va dissoudre le maximum de dioxyde de carbone jusqu à saturation. La quantité supplémentaire va faire augmenter la pression dans la bouteille. Exercices** : 15p46 : de l eau de chaux sans trouble 1. Un problème d expérimentation arrive parfois lors de cette expérience lorsqu on

7 récupère le premier gaz arrivant dans le tube à essais. Celui-ci peut être de l air. Dans ce cas, le test est négatif avec l eau de chaux. 2. Il faut commencer par laisser partir l air, donc attendre quelques instants avant de récupérer le dioxyde de carbone. Investigations : 23p47 : je faits sortir le gaz sans chauffer. Il n est pas nécessaire de chauffer. Il suffi t tout simplement de remuer les flacons pour voir si du gaz se dégage. En remuant, le contenu s échauffe légèrement par frottements liquide-liquide et liquide-paroi. C est suffisant pour former des bulles de gaz. 24p47 : j ai perdu le dioxyde de carbone Il est nécessaire de faire le test de reconnaissance du dioxyde de carbone avec de l eau de chaux pour chacun des deux flacons. La plupart des corps chimiques sont mis en évidence par des tests. IV. Bilan